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Ottenere un movimento lineare senza rischi

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Il caso della sicurezza degli attuatori elettromeccanici rispetto ai cilindri idraulici.

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I progettisti di macchine a movimento lineare stanno sempre più specificando attuatori elettromeccanici perché sono più puliti, più facili da controllare e richiedono meno manutenzione dei cilindri idraulici. Spesso trascurati, tuttavia, sono i molti vantaggi intrinseci di sicurezza che derivano dall'uso di soluzioni elettromeccaniche. Questi derivano dall'eliminazione della necessità del fluido idraulico e dall'implementazione di una soluzione di movimentazione del carico completamente elettrica.

Rischi per la sicurezza del controllo del movimento basato su cilindri idraulici

I progettisti specificano i cilindri idraulici per il loro funzionamento ad alta resistenza e ad alto numero di cicli, ma il raggiungimento di questo obiettivo richiede un intricato sistema esterno di tubi, connettori, filtri, interruttori, valvole e pompe. Anche un piccolo sistema idraulico (2.000-5.000 psi) potrebbe avere almeno otto parti mobili separate, ma alcune possono essere pressurizzate fino a 10.000 psi e riscaldate a 180°F.

Questi fattori, combinati con le caratteristiche intrinseche dell'olio idraulico, possono provocare uno dei seguenti problemi:

Trauma fisico.

I sistemi ad alta temperatura e ad alta pressione presentano un rischio potenziale anche nel funzionamento di routine, ma quando questi si usurano e i componenti si guastano, il rischio di pericolo aumenta. La vicinanza alle linee idrauliche può potenzialmente provocare ustioni, contusioni, tagli o abrasioni dalle linee idrauliche.

Rischio di esposizione

La U.S. Agency for Toxic Substances and Disease Registry riferisce che alcuni tipi di fluidi idraulici possono irritare la pelle o gli occhi e che l'ingestione di alcuni tipi può causare polmonite, emorragia intestinale o morte negli esseri umani.

Gli effetti della respirazione dell'aria con alti livelli di fluidi idraulici non sono noti, ma alcuni paesi hanno fissato limiti di esposizione ai fluidi idraulici. Il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) raccomanda un limite di esposizione di 350 mg/m3 di distillati di petrolio per una giornata lavorativa di 10 ore e una settimana lavorativa di 40 ore.

Contaminazione

Oltre ad essere potenzialmente tossici per gli esseri umani, i fluidi idraulici possono essere dannosi per l'ambiente. La U.S. Environmental Protection Agency (EPA), per esempio, include i fluidi idraulici nella sua lista di oli che richiedono un trattamento speciale.

Pericolo di scivolamento e caduta

Ci sono molti casi riportati di lavoratori che sono stati feriti scivolando su pozzanghere di fluido fuoriuscito o cadendo mentre salivano sulle loro macchine con olio sulle mani o sulle scarpe.

Pulizia

Le fuoriuscite interne possono anche essere soggette a regolamenti locali o richiedere investimenti aggiuntivi in sostanze assorbenti o altri servizi di pulizia.

Combustibilità

I fluidi idraulici a base di petrolio sono meno infiammabili dei combustibili distillati medi del petrolio come il jet fuel, il cherosene o il gasolio. Questi possono, tuttavia, essere un pericolo di incendio se spruzzati, come potrebbe accadere quando perdite ad alta pressione convertono il fluido in uno stato di aerosol.

Poiché i fluidi idraulici si degradano e perdono efficacia nel tempo, devono essere sostituiti regolarmente, il che comporta costi aggiuntivi per mantenere un inventario di olio e filtri nuovi. In genere, sono necessarie ulteriori risorse del reparto manutenzione per coordinare il controllo dei filtri e l'integrità dell'olio per determinare quando cambiare i fluidi. Il lassismo in uno qualsiasi di questi sforzi aumenta il rischio di usare i fluidi idraulici.

La scelta sicura

Nonostante gli svantaggi descritti sopra, i design idraulici sono stati implementati perché erano l'alternativa migliore per l'attuazione di carichi pesanti e cicli elevati. Le applicazioni idrauliche sono state tradizionalmente note per gestire forze e carichi più pesanti in applicazioni con un minore investimento iniziale. Poiché gli attuatori elettromeccanici sono avanzati nelle capacità di gestire carichi più pesanti, nella sincronizzazione degli attuatori e nella semplice implementazione - il tutto senza fluidi idraulici o intricati impianti idraulici - essi offrono prestazioni comparabili o migliori dei sistemi idraulici.

Confrontiamo il funzionamento degli attuatori elettrici e dei cilindri idraulici. Gli attuatori elettromeccanici incorporano tutte le funzionalità operative nell'alloggiamento dell'attuatore stesso, che collega un'unità di controllo elettronico (ECU) con solo pochi fili. A permettere questa capacità sono i microprocessori integrati che possono essere programmati per segnalare la posizione, fornire un feedback diagnostico che migliora le prestazioni e gestire funzioni complesse come la sincronizzazione di più attuatori. Oltre a eliminare i pericoli legati direttamente all'uso dei fluidi, gli attuatori elettromeccanici offrono i seguenti vantaggi per la sicurezza dell'impianto:

Consentendo agli operatori di aumentare la velocità, rallentarla, seguire un profilo di movimento coerente o mantenere una posizione, gli attuatori elettromeccanici offrono il massimo controllo sul carico.

Gli alloggiamenti compatti sono più facili da sigillare, eliminando così i rischi di contaminazione.

Un minor numero di parti mobili significa meno usura e minor rischio di guasti.

L'implementazione e il funzionamento del monitoraggio delle prestazioni è molto più facile perché la maggior parte di esso è realizzato con il software piuttosto che con sistemi esterni.

Gli attuatori elettronici possono accettare comandi e, in cambio, fornire dati relativi alla sicurezza come il carico o la temperatura.

Le operazioni possono essere arrestate facilmente in caso di incidente.

I sistemi elettronici possono essere annullati manualmente se necessario.

Il funzionamento è silenzioso, eliminando il pericolo di danni all'udito per coloro che sono costantemente esposti ad esso.

Poiché l'attenzione alla sicurezza sul posto di lavoro cresce tra i regolatori governativi e il pubblico in generale, è diventata una considerazione importante quando si progetta una soluzione di controllo del movimento verde. Gli attuatori elettromeccanici affrontano alcuni degli svantaggi di sicurezza dei sistemi basati su cilindri idraulici. Combinate questo con la loro facilità di funzionamento e manutenzione e avrete un'opzione ideale per le vostre esigenze di attuatori in futuro.